满足要求。
(c)挠度验算
fmax=0.644ql4/100EI=0.644×37.5×7504/100×2.06×105×198×104
=0.19mm<750/500=1.5mm
满足要求。
5、竖桁架验算
竖桁架高度为65cm,最大间距75cm,由[10传导至竖桁架节点处得集中力F。
桁架图示发如下
模板桁架结构图
将板面传来的均匀荷载转化为节点受力,各杆件受力见图如下,其中拉杆为负值
(a)竖桁架强度验算
桁架上弦杆材料2[6.3,W=32.246cm3,S=1688.8mm2;
腹杆为方管50×5,W=15.6cm3,S=960mm2;
下弦杆为双∠50×50×5,W=15.6cm3,S=960mm2
F=0.05×750×750=29×103N
上弦杆最大内力1.73F,压应力
σmax=29×103×1.73/1688.8=30N/mm2<[σ]=170N/mm2
下弦杆最大内力2.31P,拉应力
σmax=29×103×2.31/960=70N/mm2<[σ]=170N/mm2
腹杆最大内力2.28P,压应力
σmax=29×103×2.28/960=69N/mm2<[σ]=170N/mm2
满足要求。
(b)桁架整体刚度验算
桁架挠度近似的按几个集中荷载作用下简支梁的最大挠度公式进行验算
fmax=(5n4+2n2+1)Fl3/(384n3EI)
n=5;
F=29KN;
l=3550mm;
I=2×[11.8×104+1688.8×(750/2-15.2)2]=4.37×108mm4,E=2.06×105N/mm2;
fmax=(5×54+2×52+1)×29000×35503/(384×53×206000×4.37×108)=0.12mm
<[f]=3200/1000=3.2mm
经计算桁架单跨强度和挠度均满足要求。
6、模板拉杆
1、三脚架螺栓连接计算
三脚架采用M24螺栓与沉箱内预留圆台螺母连接,M24螺栓间距为75cm,每段胸墙有23个螺栓。
M24螺栓同时承受拉力和剪力,桁架上的施工荷载按P2=2KN/m2计算,每段胸墙有24个桁架,胸墙前模自重G=120KN。
螺栓承受的剪力:
Nv=(120+2×0.46×17.5)÷23=5.92KN
螺栓受剪承载力设计值:
Nbv=Aefbv=353×140×10-3=49.42KN
螺栓承受的拉力:
Nt=RD×24÷23=50×24÷23=52.2KN
螺栓受拉承载力设计值:
Nbt=Aefbt=353×170×10-3=60.01KN
[(Nv/Nbv)2+(Nt/Nbt)2]1/2=[(5.92÷49.42)2+(52.2÷60.01)2]1/2=0.88<1
螺栓强度满足要求
2、顶拉杆计算和顶口预埋件焊缝计算
2.1顶口对拉杆的水平间距为2000mm,以后侧模板压力计算如下:
P’max=8KS+24KtV1/2=8×2.0+24×1.33×0.57½=40.1kN/m²
式中:
Pmax——混凝土对模板的最大侧压力
Ks——外加剂影响系数,取2.0
Kt——温度校正系数10℃时取Kt=1.33
V——混凝土浇筑速度50m3/h,取0.57m/h
砼坍落度取100mm
19.3+6×1.4=48.5kN/m²
24×1.6+6×1.4=46.8kN/m²
两者取小值P侧=46.8kN/m²,取47kN/m²
压力图形如下:
根据压力图形可求出
单个顶拉杆受的拉力F1=50*1.62/6*2m=42.7kN(间距2m)
单个预埋件所受的力F2=50*1.62/3*3m=128kN(间距3m)
顶拉杆螺栓的拉应力:
=42700/(3.14×252/4)=87N/mm2<170N/mm2,顶拉杆满足要求。
2.2预埋件焊缝计算
侧面角焊接:
=160N/mm2
=
hf——为焊脚尺寸,l——为焊缝长度
角焊接焊脚尺寸取8mm
则可求得:
l≥159mm,取16cm。
3、抗倾覆拉杆计算
胸墙前模防倾拉杆为M24螺栓,与模板成40°倾斜。
拉杆底口与沉箱内预留预埋件焊接加固,采用双面搭接焊,搭接长度不小于13cm。
产生模板倾覆的作用力有:
1)模板自重,简称P自倾2)后模底部以下混凝土产生的不平衡的侧压力和倾倒混凝土时产生的水平动力荷载,两者和二为一简称P外倾。
模板计算简图见图10。
先求得模板的重心:
yc=32.5cm
3.1当若斜拉杆间距为1.5m时:
每根对拉处的P自倾=120KN÷17.5m×1.5m=10.3KN
P外倾对C点的弯矩M1=75×1.072/2+75/2×2.08×(1.07m+2.08/3m)=180KN*m
顶口对拉杆的竖直线荷载f1=F1/2=21.4KN/m
砼侧压力的竖直线荷载q=Pmax*1.5=75KN/m
由ΣMC=10.3×0.325+180-f1×1.5×3.15-P抗倾×sin40o×3.15=0,
求得防倾拉杆承受的拉力:
P抗倾=40.6KN
防倾拉杆截面积极限值:
A=Nbt/fbt=40.6/170×10-3=238mm2∴M24螺杆满足要求。
3.2当间距为2.25m时
每根对拉处的P自倾=120KN÷17.5m×2.25m=15.5KN
P外倾对C点的弯矩M1=113×1.072/2+113/2×2.08×(1.07m+2.08/3m)=270KN*m
顶口对拉杆的水平线荷载f1=F1/2=21.4KN/m
砼侧压力的水平线荷载q=Pmax*2.25=113KN/m
由ΣMC=15.5×0.325+270-f1×2.25×3.15-P抗倾×sin40o×3.15=0,
求得防倾拉杆承受的拉力:
P抗倾=61KN
防倾拉杆截面积极限值:
A=Nbt/fbt=61/170×10-3=359mm2>M24有效截面积Ae=353mm2,不满足要求。
∴斜拉杆选用M24螺杆,且间距为1.5m时满足要求。
7.吊点验算
7.1模板吊环验算
模板采用四点吊,荷载按照两点吊计算,1#模板重120KN,吊点单独设计,其余模板重量不超过60KN取吊环直径为25mm。
安全荷重量为:
Q1=π×(25/2)2×6×210/5=123.6KN<60KN
满足要求。
7.2卡环计算
1#模板卡环配套钢丝绳采用M62型,经查表得单个安全荷重为160KN,其余模板采用M42型,经查表得单个安全荷重为68KN。
满足要求。
7.3钢丝绳验算
钢丝绳采用φ36.5mm、6×37芯,经查表6-1钢丝破断拉力总和为705KN,又查表6-2,换算系数а=0.82,取安全系数K=6,模板起吊及拆除时,两端绳头夹角不大于90°。
安全荷重量为:
Q2=705KN×2×cos45°×0.82/6=136.3KN<120KN
满足要求。
8、焊缝要求
桁架模板的顶口、底口拉杆均作用在桁架内侧弦杆上,而桁架为整体受力结构,故桁架制作时所有连接焊缝为影响模板整体结构安全的控制点,要求桁架制作时连接焊缝高度不得小于8mm。
由于模板制作采用的钢材都为Q235钢,所以焊条一律采用E43型焊条。
施工人员在施工时一定要保证焊缝高度、焊缝长度,并且要杜绝焊缝缺陷,避免裂纹、焊瘤、烧穿、弧坑、气孔、夹渣、咬边、未融合、未焊透等焊缝缺陷的产生。
附表:
模板重量计算表
规格
长度、面积
单位重量
合计(kg)
面板
58.8127
62
3646
内横连杆
93.95
10
940
桁架
26
148.921
3872
外横连杆
179.1
10
1791
斜支撑
78
3.77
294
踏板
12.2135
23.55
288
护栏
92.37
1.57952
146
八字角
18.79
9
169
综合
11146